UN PIANETA COSÌ IN TEORIA NON DOVREBBE ESISTERE

Hats-6 b, una delle gemme del Jwst

Un team di astronomi guidato dall’Università del Maryland ha rivelato acqua, metano, ammoniaca e anidride carbonica nell’atmosfera di Hats-6 b, un gigante gassoso in orbita attorno a una piccola stella nana M distante circa 500 anni luce dalla Terra. I dati indicano inoltre che il pianeta è molto più freddo del previsto, mettendo in discussione la nostra comprensione del suo rapporto con la stella ospite

     29/09/2026

Tra tutti i mondi esotici scoperti finora dai ricercatori in orbita attorno a stelle diverse dal Sole, ce n’è una tipologia che mette alla prova le attuali teorie sulla formazione planetaria. Gli addetti ai lavori li chiamano Gems, acronimo di Giant Exoplanets orbiting M-dwarf Stars. Non “gemme”, dunque, ma pianeti giganti, troppo grandi per formarsi attorno alle loro piccole stelle madri: le stelle nane di tipo M.

Secondo la teoria dell’accrescimento del nucleo (core accretion) – il modello più ampiamente accettato per spiegare la formazione dei pianeti giganti – le nane M dovrebbero formare pianeti di questo tipo solo raramente. Il motivo è legato alla massa relativamente ridotta dei loro dischi protoplanetari – le strutture di gas e polveri da cui nascono i pianeti – che renderebbe più difficile la formazione di nuclei planetari abbastanza massicci da innescare l’accrescimento rapido di grandi quantità di gas e dare così origine a un gigante gassoso. Gli scienziati stanno tuttavia scoprendo un numero sempre maggiore di questi mondi.

Illustrazione artistica del pianeta Hats-6b. Crediti: Nasa

Utilizzando il telescopio spaziale James Webb (Jwst), un team di astronomi guidato dall’Università del Maryland ha ora caratterizzato l’atmosfera di uno di questi pianeti fuori misura, scoprendo che la sua relazione con la stella ospite potrebbe essere molto più complessa di quanto si pensasse in precedenza. I risultati della ricerca sono stati pubblicati questo mese sulla rivista The Astronomical Journal.

Il mondo in questione si chiama Hats-6 b. Scoperto nel 2015 dalla survey HatSouth – una rete globale di telescopi automatizzati progettati per scoprire esopianeti tramite il metodo dei transiti – il pianeta è un gigante gassoso con una massa paragonabile a quella di Saturno ma con dimensioni gioviane, e completa un’orbita attorno alla propria stella in appena tre giorni. La stella ospite è Hats-6, una nana rossa con una massa pari a poco più della metà di quella del Sole (0,6 masse solari), situata a circa 500 anni luce dalla Terra. È una delle stelle di più bassa massa conosciute a ospitare un gigante gassoso in orbita ravvicinata.

Gli astronomi conoscono oggi circa 40 pianeti di questo tipo. Hats-6 b è uno dei sette mondi osservati nell’ambito dell’omonimo programma osservativo Gems (Giant Exoplanets around M-dwarf Stars) del Jwst, nato con l’obiettivo di caratterizzare le proprietà atmosferiche e globali di questi rari pianeti e confrontarle con quelle dei giganti gassosi che orbitano attorno a stelle di tipo solare.

«Il fatto che Hats-6 b esista è davvero interessante: alla luce di ciò che sappiamo sulla formazione planetaria, il pianeta, infatti, non dovrebbe esistere», spiega la prima autrice dello studio, la ricercatrice dell’Università del Maryland Giannina Guzmán Caloca. «Queste piccole stelle non hanno abbastanza materiale né abbastanza tempo per formare pianeti grandi come Giove e Saturno. Studiando la composizione delle loro atmosfere, possiamo tuttavia iniziare a chiederci se si siano formati nello stesso modo dei gioviani caldi attorno a stelle simili al Sole, oppure se stia accadendo qualcosa di diverso».

Per studiare Hats-6 b, i ricercatori hanno utilizzato la modalità Prism dello spettrografo nel vicino infrarosso NirSpec di Jwst, osservando due transiti del pianeta sul disco della propria stella, uno il 15 gennaio 2024, l’altro il 21 gennaio. Mediante spettroscopia di trasmissione, una tecnica che permette di determinare la composizione dell’atmosfera di un esopianeta mentre passa davanti alla sua stella, il team ha caratterizzato l’atmosfera del pianeta.

Durante un transito, una piccola parte della luce stellare attraversa l’atmosfera dell’esopianeta prima di raggiungere il telescopio. Le diverse molecole presenti nell’atmosfera assorbono specifiche lunghezze d’onda della radiazione: analizzando queste impronte spettrali, gli scienziati possono ricostruire la composizione chimica dell’atmosfera. Le osservazioni effettuate hanno permesso di identificare la presenza di quattro molecole: acqua, metano, anidride carbonica e ammoniaca.

Tra queste, l’ammoniaca è particolarmente interessante. Oltre a essere una delle poche rivelazioni della molecola in un’atmosfera esoplanetaria e solo la seconda ottenuta mediante spettroscopia di trasmissione, la sua presenza nell’atmosfera di Hats-6 b rafforza l’ipotesi che i pianeti in orbita attorno alle nane M possano rappresentare una popolazione chimicamente distinta rispetto ai giganti gassosi che orbitano attorno a stelle più simili al Sole, spiegano i ricercatori.

Illustrazione artistica che mostra il pianeta Hats-6 b in orbita attorno alla sua stella madre, la nana M Hats-6. Crediti: Nasa

L’interesse per l’ammoniaca, tuttavia, non è soltanto legato alla rarità della sua rivelazione. Determinare l’abbondanza della molecola nell’atmosfera potrebbe infatti contribuire in futuro a ricostruire il rapporto tra azoto e ossigeno del pianeta. Insieme al rapporto carbonio/ossigeno, un parametro che può offrire indizi sulle condizioni in cui il pianeta si è formato, aggiungono i ricercatori.

Ma c’è un altro dato che emerge dallo studio e che lascia gli scienziati perplessi: la temperatura di equilibrio del pianeta. La temperatura comunemente attribuita a Hats-6 b è di circa 425 gradi Celsius, un valore che deriva da una stima teorica che assume che il pianeta assorba tutta la radiazione proveniente dalla sua stella e la redistribuisca uniformemente sulla propria superficie, senza rifletterne. I risultati che emergono da questo studio restituiscono invece temperature di equilibrio molto più basse, intorno ai 120 gradi Celsius: un valore difficilmente compatibile con un pianeta che completa un’orbita attorno alla sua stella in appena tre giorni.

Se questa temperatura fosse confermata, sarebbe necessario spiegare come mai Hats-6 b riesca a riflettere nello spazio una quantità così elevata della radiazione ricevuta dalla sua stella. «Se il pianeta è davvero così freddo, significa che qualcosa sta probabilmente riflettendo nello spazio una grande quantità della luce stellare, impedendole di riscaldarlo», dice a questo proposito Guzmán. «La spiegazione più probabile è la presenza di nubi e foschie che avvolgono il pianeta, in modo simile a quanto accade su Venere».

Anche l’abbondanza di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio nell’atmosfera ha lasciato gli scienziati perplessi. I ricercatori hanno infatti riscontrato una forte discrepanza tra la metallicità atmosferica e quella globale del pianeta, che risulta circa tre ordini di grandezza maggiore. Secondo gli scienziati, una possibile interpretazione è che l’atmosfera di Hats-6 b non sia completamente rimescolata: la composizione degli strati osservabili potrebbe dunque non riflettere direttamente quella dell’intero pianeta, un comportamento analogo a quello dei giganti gassosi del Sistema solare.

Gli astronomi hanno scoperto più di seimila esopianeti, molti dei quali presentano caratteristiche molto diverse da quelle dei mondi del Sistema solare, concludono i ricercatori. Studiare le loro atmosfere – capire di che cosa sono composte, come si sono formate e quali assomigliano a quelle dei pianeti giganti del Sistema solare e quali, invece, non sembrano avere analoghi nel nostro vicinato cosmico – può aiutare a capire se anche altri sistemi planetari si siano formati attraverso processi simili a quelli che hanno portato alla nascita del nostro.

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